Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung eines Drehmomentüber
tragungssystemes, wie beispielsweise einer Reibungskupplung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur
Verwendung einer solchen Einrichtung.
Solche Einrichtungen können das von einem Drehmomentübertragungssystem
übertragbare Drehmoment im Kraftfluß zwischen eine Antriebseinheit, wie
Motor, und einem Getriebe, wie Schaltgetriebe, oder einem Getriebe
nachgeordnet ansteuern.
Einrichtungen zur Betätigung von Drehmomentübertragungssystemen sind
beispielsweise durch die DE-OS 40 13 299, die US-PS 50 29 683 oder die
US-PS 47 23 642 bekannt geworden.
Die DE-OS 40 13 299 offenbart eine solche Einrichtung mit einem Betäti
gungshebel eines Schaltgetriebes, wobei ein elastisches Zwischenglied in den
Betätigungshebel eingebaut wird und mittels eines analogen Sensors eine
Auslenkung dieses Elementes bei der manuellen Bedienung des Getriebes
detektiert wird.
Die US-PS 50 29 683 und die US-PS 47 23 642 zeigen ebenfalls einen
Betätigungshebel für ein Schaltgetriebe, wobei im Betätigungshebel Schalter
vorhanden sind, welche auf die Betätigung ansprechen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Betätigung eines
Drehmomentübertragungssystemes, wie beispielsweise Reibungskupplung zu
schaffen, welche mit einem reduzierten Teilumfang und mit reduzierter
Sensorik eine Schaltabsicht eines Fahrers bei einer eingeleiteten Bewegung
des Betätigungsmittels sicher erkennt und durch ein angesteuertes Ausrücken
einer Kupplung einen Gangwechsel erlaubt. Weiterhin lag der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Schaltabsichtserkennung zu schaffen, welche im
Laufe der Lebensdauer veränderbare Schwellenwerte erkennt und eine
optimale Funktionsweise über die Lebensdauer ermöglicht.
Weiterhin lag die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung nach dem Stand der
Technik zu verbessern und gegebenenfalls in den Kosten günstiger zu
gestalten.
Es lag weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels
welchem eine sichere Schaltabsichtserkennung erreicht werden kann und
welches einfach und kostengünstig realisiert werden kann. Ebenso sollte ein
solches Verfahren über die Lebensdauer von Kraftfahrzeugen im wesentlichen
gleich gut angewendet werden können.
Dies kann beispielsweise erreicht werden durch eine Einrichtung zur
Betätigung eines Drehmomentübertragungssystems, wie beispielsweise einer
Kupplung oder Reibungskupplung, welche das von einem Drehmo
mentübertragungssystem übertragbare Drehmoment steuert oder regelt, mit
einem Getriebe und einem Wahlelement zur Wahl einer Getriebeübersetzung
und einer Verbindung zwischen diesem Wahlelement und getriebeinternen
Schaltelementen, mit zumindest einem ersten Sensor zur Detektion einer eine
Position eines Elementes der Verbindung repräsentierenden Größe und mit
einer zentralen Steuereinheit zur gezielten Ansteuerung eines Betätigungs
mittels zum Ein- und Ausrücken des Drehmomentübertragungssystems in
Abhängigkeit von Signalen des zumindest einen Sensors.
Die Aufgabe wird ebenso dadurch gelöst, daß die Einrichtung mit einem
Getriebe einen Schalthebel mit einem Betätigungsbereich oder
Betätigungselement, wie Griff, für die manuelle oder automatisierte Wahl der
Getriebeübersetzung besitzt und zumindest ein Verbindungsmittel zwischen
dem Schalthebel und zumindest einem getriebeinternen Schaltelement, wie
beispielsweise der zentralen Schaltwelle aufweist, weiterhin besitzt die
Einrichtung zumindest einen ersten Sensor zur Detektion der Position des
Schalthebels oder eines damit verbundenen ersten Elementes und
gegebenenfalls zumindest einen zweiten Sensors zur Detektion einer Position
von zumindest einem getriebeinternen Schaltelement oder eines damit
verbundenen zweiten Elementes, wie beispielsweise der zentralen Schaltwelle
sowie mit einer zentralen Steuereinheit zur gezielten Ansteuerung eines
Betätigungsmittels des Drehmomentübertragungssystemes zur Einstellung des
übertragbaren Drehmomentes.
Die Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß eine Bewegung des Schalthebels
mittels des ersten und/oder des zweiten Sensors detektiert wird, die
Steuereinheit die Signale der Sensoren auswertet und ein Schaltabsichtssignal
erzeugt und das übertragbare Drehmoment mittels eines Betätigungsmittels
derart angesteuert wird, daß ein Gangwechsel möglich ist.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst werden, wenn
eine Bewegung des Schalthebels und der getriebeinternen Schaltelemente
mittels des ersten und des zweiten Sensors detektiert wird und ein Schalt
absichtssignal aufgrund dieser Bewegung von der zentralen Steuereinheit
erzeugt wird, wenn der Schalthebel einen vorbestimmten Weg bis zu einer
Schalthebelwegschwelle zurückgelegt hat und/oder eine vorbestimmte Posi
tion eingenommen oder überschritten hat und/oder eine Differenz oder ein
Differenzenquotient der Signale des ersten und zweiten Sensors einen
Schwellenwert erreicht, unterschritten oder überschritten hat, woraufhin das
Betätigungsmittel aufgrund des Schaltabsichtssignales derart angesteuert
wird, daß die Kupplung ausgerückt wird.
Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn eine fahrerseitige Schaltabsicht mittels
Sensoren und der Steuereinheit anhand von Sensorsignalen aufgrund einer
Bewegung des Schalthebels ermittelt wird, wenn der Schalthebel über
Schalthebelwegschwellen hinaus bewegt wird, wobei die Schalt
hebelwegschwellen, welche zur Schaltabsichtserkennung herangezogen
werden adaptiert werden.
Erfindungsgemäß kann es bei einem Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur
Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes eines
Drehmomentübertragungssystems, mit einem Motor, einem Getriebe und
einem Gangwahlhebel, wie Schalthebel, mit einer Verbindung zwischen einem
Betätigungselement des Schalthebels und getriebeinternen Schaltelementen
des Getriebes und mit Sensoren, zweckmäßig sein, wenn zwischen dem
Betätigungselement des Schalthebels und den getriebeinternen
Schaltelementen ein elastisches Element angeordnet ist, wobei je ein Sensor
vor und nach dem elastischen Element angeordnet sind und eine Position
eines mit dem Schalthebel verbundenen ersten Elementes und eine Position
eines mit einem getriebeinternen Schaltelementes verbundenen zweiten
Elementes detektiert.
Ebenso kann es bei einem Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur
Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes eines Drehmoment
übertragungssystems, mit einem Motor, einem Getriebe und einem
Gangwahlhebel, wie Schalthebel, mit einer Verbindung zwischen einem
Betätigungselement des Schalthebels und getriebeinternen Schaltelementen
des Getriebes und mit Sensoren, vorteilhaft sein, wenn zwischen dem
Betätigungselement des Schalthebels und den getriebeinternen
Schaltelementen ein elastisches Element angeordnet ist, wobei zumindest ein
Sensor vor und/oder nach dem elastischen Element angeordnet ist und eine
Position eines mit dem Schalthebel verbundenen ersten Elementes und/oder
eine Position eines mit einem getriebeinternen Schaltelementes verbundenen
zweiten Elementes detektiert.
Zweckmäßig kann es sein, wenn eine Position oder ein Weg des Schalthebels
oder eine Schalthebelwegschwelle eine Betätigungskraft am Schalthebel
repräsentiert oder eine Schalthebelwegschwelle eine Schwelle einer
Betätigungskraft am Schalthebel repräsentiert.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn bei einem in einer Verbindung
zwischen dem Betätigungselement des Schalthebels und getriebeinternen
Schaltelementen vorhandenen elastischen Elementes, eine Position oder ein
Weg des Schalthebels eine Betätigungskraft am Schalthebel repräsentiert oder
eine Schalthebelwegschwelle eine Schwelle einer Betätigungskraft am Schalt
hebel repräsentiert, wobei diese Position mittels zumindest eines Sensors
detektiert wird, und bei Erreichen, Überschreiten oder Unterschreiten der
zumindest einen Schwelle ein Schaltabsichtssignal erzeugt wird.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuereinheit mittels des zumindest
einen eine Position repräsentierenden Signales des zumindest einen Sensors
eine fahrerseitige Kraftbeaufschlagung, wie Betätigungskraft, des Schalthebels
bestimmt und die bestimmte Kraft mit einer vorgebbaren Schwelle einer
Betätigungskraft vergleicht und bei Erreichen, Unterschreiten und/oder
Überschreiten ein Schaltabsichtssignal erzeugt.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Betätigungskraft am Schalt
hebel gleich oder größer als die Rastierungskraft des Getriebes ist, wenn ein
Schaltabsichtssignal erzeugt und an die Steuereinheit weitergeleitet wird.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Betätigungskraft
am Schalthebel kleiner ist als die Rastierungskraft des Getriebes ist, wenn ein
Schaltabsichtssignal erzeugt und weitergeleitet wird, wobei das Verhältnis
von Betätigungskraft zu Rastierungskraft im Bereich vom 0.5 bis 0.95, vor
zugsweise im Bereich von 0.6 bis 0.9 ist.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuereinheit ein Schaltabsichts
signal aus einem Signal des ersten Sensors oder zweiten Sensors unter Ver
wendung von zumindest einer Schalthebelweg- oder -kraftschwelle erzeugt
wird.
Vorteilhaft ist es ebenso, wenn ein Schaltabsichtssignal aufgrund eines
Signales erzeugt wird, das aus einem verarbeiteten Signal des ersten Sensors
und/oder des zweiten Sensors resultiert.
Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, daß das Schaltabsichtssignal unter
Verwendung von zumindest einer Signalschwelle ermittelt wird.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn das zumindest eine Signal oder die
verwendeten zwei Signale des zumindest einen Sensors durch Bildung einer
Differenz oder eines Differenzenquotienten von der Steuereinheit verarbeitet
wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn für jede Getriebeübersetzung oder
für Gruppen von Getriebeübersetzungen ein jeweils unterschiedlicher Schwel
lenwert der Signalschwelle verwendet wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn für alle Getriebeübersetzungen ein
einziger Schwellenwert verwendet wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, daß der oder die Schwel
lenwerte als Funktion der Zeit oder in Abhängigkeit des Betriebszustandes
oder ereignisgesteuert überprüft, bewertet, festgelegt und/oder adaptiert wird
oder werden.
Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel kann zweckmäßigerweise
vorsehen, daß eine Adaption der Schwellenwerte beim Schalten in den
Neutralbereich oder in eine Gangposition durchgeführt wird.
Es ist bei erfindungsgemäßen Einrichtungen vorteilhaft, wenn eine Adaption
von Schwellenwerten im Neutralbereich oder bei eingelegtem Gang erfolgt.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn eine Adaption von zumindest
einem Schwellenwert zur Durchführung einer Schaltabsichtserkennung bei
geöffneter Kupplung und in zumindest einem der nachfolgenden Situationen
durchgeführt wird: langsame Gangwechsel, schnelle Gangwechsel,
Gangwechsel bei laufendem oder stehendem Antriebsmotor, Herausnahme
eines Ganges, Einlegen eines Ganges.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn nach einer Identifizierung einer Schalt
absicht mittels der Steuereinheit anhand von Sensorsignalen oder
verarbeiteten Signalen und Schwellenwerten, das Drehmomentübertragungs
system, wie beispielsweise Reibungskupplung, ausgerückt wird oder
ausgerückt bleibt.
Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn anhand der Position oder der
Dynamik des Schalthebels eine Beendigung eines Schaltvorganges erkannt
wird.
In vorteilhafter Art kann ein Ausführungsbeispiel dadurch ausgebildet sein,
wenn der einer Rastierungskraft entsprechenden am Schalthebel angreifenden
Betätigungskraft ein Weg oder eine Position des Schalthebels zugeordnet ist,
und bei Erreichen oder bei Überschreiten des Weges oder der Position eine
Schaltabsicht von der Steuereinheit identifiziert wird und ein
Schaltabsichtssignal erzeugt wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn eine Überwindung der Gangrastie
rungskraft durch eine auf einen Schalthebel wirkende Kraft anhand der
Schalthebelwegsignale identifiziert wird und daraufhin von der Steuereinheit
ein Schaltabsichtssignal erzeugt wird.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken kann es bei einem
Verfahren zur Ansteuerung einer Betätigungseinrichtung zum Steuern oder
Regeln des von einem Drehmomentübertragungssystem übertragbaren
Drehmomentes mittels der gezielten Einstellung der Betätigungseinrichtung,
mit einer zentralen Steuereinheit, wie Computereinheit, die mit einem ersten
und einem zweiten Sensor in Signalverbindung steht und gegebenenfalls mit
anderen Elektronikeinheiten in Verbindung steht, vorteilhaft sein, wenn die
Sensorsignale des ersten und des zweiten Sensors von der Steuereinheit
ausgewertet werden, wobei bei Vorliegen eines von der Steuereinheit
generierten Schaltabsichtssignales das Drehmomentübertragungssystem
durch eine gezielte Ansteuerung ausgerückt wird.
Bei einem weiteren erfinderischen Gedanken kann es bei einem Verfahren zum
Steuern einer Betätigungseinrichtung vorteilhaft sein, wenn die Sensorsignale
von zumindest dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor verwendet
werden, um eine Schwelle für eine Position oder eine Bewegung des
Schalthebels, wie Schalthebelwegschwelle, festzulegen, bei welcher bei
Erreichen dieses Wertes eine Schaltabsicht von der Steuereinheit als
vorliegend gewertet wird.
Weiterhin kann es bei einem Verfahren zum Steuern einer Betätigungsvor
richtung und zur Adaption einer Schaltwegschwelle oder einer Rastierungs
position, mit einer zeitlichen getakteten Abtastung der Sensorsignale von
zumindest einem ersten und einem zweiten Sensor vorteilhaft sein, wenn ein
Differenzenquotient aus einer Differenz des ersten Signales zu den Zeitpunk
ten t₁ und t₂ dividiert durch eine Differenz des zweiten Sensors zu den
Zeitpunkten t₁ und t₂ zur Bestimmung einer Schalthebelwegschwelle oder
einer Rastierungsposition berechnet wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der Differenzenquotient einen
Schaltweggradienten gS repräsentiert und anhand einer Änderung des Wertes
des Schaltweggradienten gS auf/um einen charakteristischen Wert, ein Schalt
absichtssignal erzeugt wird.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der Schaltweggradient gS mit Hilfe der
Gleichung
gS = |SS(i) - SS(i-1)|/|SG(i) - SG(i-1)|
gebildet wird, wobei SS(i) gleich einem Schalthebelsensorsignal zum Zeitpunkt i
ist und SG(i) gleich einem Sensorsignal des Sensors an den getriebeinternen
Schaltelementen zum Zeitpunkt i ist.
Zweckmäßig kann es sein, wenn der Schaltweggradient gS nach
gS = |SS(i)-SS(i-1)| / |SG(i)-SG(i-1)|
gebildet wird und die Signale SS(i) und SG(i) der Sensoren am Schalthebel und
an den getriebeinternen Schaltelementen zum Zeitpunkt i mittels einer
Transformation mit f(α, β) auf eine gemeinsame Nullpunktslage und eine
gleiche Amplitude nach
gS = α[|SS(i)-SS(i-1)| + β] / |SG(i)-SG(i-1)|
transformiert werden.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der Schaltweggradient nach
gS = α₁ [|SS(i)-SS(i-1)| + β₁] / α₂[|SG(i)-SG(i-1)| + β₂]
gebildet wird und die Summanden β₁, β₂ und/oder Faktoren α₁, α₂ derart
bestimmt werden, daß bei einer synchronen Bewegung des Schalthebels mit
den getriebeinternen Schaltelementen gS einen festen Wert annimmt.
Ebenso ist es zweckmäßig, wenn die Größe gS bei einer synchronen Bewe
gung des Schalthebels mit den getriebeinternen Schaltelementen den Wert
eins oder einen anderen konstanten Wert annimmt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei einer im wesentlichen synchronen
Bewegung von Schalthebel und den getriebeinternen Schaltelementen ein
Schaltweggradient gS = 1 resultiert, und für einen Wert gS < 1 der Schalt
hebel schneller bewegt wird als die getriebeinternen Schaltelemente und bei
einem Schaltweggradienten gS < 1 der Schalthebel langsamer bewegt wird
als die getriebeinternen Schaltelemente.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Schalthebelwegschwelle oder die
Rastierungsposition auf einen Wert festgelegt oder adaptiert wird, bei
welchem ein Übergang im Schaltweggradienten gS von einem Wert größer 1
auf einen Wert kleiner 1 erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorteilhaft ausgebildet sein, wenn
die Adaption der Schalthebelwegschwelle oder der Rastierungsposition für
jeden Gang oder für jede Getriebeübersetzung unabhängig bestimmt wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Schalthebelwegschwelle oder der
Schaltweggradient für alle Gänge oder für Getriebeübersetzungen gleich
adaptiert wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn die Adaption der Schalthebel
wegschwelle oder der Rastierungsposition in bestimmten Betriebszuständen
durchgeführt wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Adaption der Schalthebelwegschwelle
beim Schalten aus der Neutralposition in eine Gangposition erfolgt.
Zweckmäßig ist es, wenn die Adaption der Schalthebelwegschwelle beim
Schalten aus einer Gangposition in die Neutralposition erfolgt.
Ebenso ist es zweckmäßig, wenn die Adaption der Schalthebelwegschwelle
beim Schalten in den ersten Gang oder in den Rückwärtsgang erfolgt.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn eine Adaption der Schalthebelweg
schwelle bei der Inbetriebnahme der Einrichtung und/oder des Fahrzeuges
erfolgt.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann die folgende Einrichtung
vorteilhaft sein: Einrichtung zur Betätigung eines Drehmoment
übertragungssystems, wie Kupplung oder Reibungskupplung, welche das von
dem Drehmomentübertragungssystem übertragbare Drehmoment steuert oder
regelt, mit einem Getriebe und einem Schalthebel zur Wahl einer
Getriebeübersetzung und zumindest einem ersten Sensor zur Detektion einer
Position des Schalthebels oder eines damit verbundenen ersten Elementes und
zumindest einem zweiten Sensor zur Detektion der Position von zumindest
einem getriebeinternen Schaltelement oder eines damit verbundenen zweiten
Elementes und mit einer zentralen Steuereinheit zur gezielten Ansteuerung
eines Betätigungsmittels zum Ein- und/oder Ausrücken der Kupplung, wobei
eine Schaltwegschwelle oder eine Rastierungsposition derart adaptiert wird,
daß die Signale des ersten und/oder des zweiten Sensors zeitlich getaktet
abgetastet werden und ein Wert, eine Differenz und/oder ein
Differenzenquotient aus den Signalen des ersten und/oder zweiten Sensors zu
den Zeitpunkten t₁ und t₂ zur Bestimmung des Schaltweges, der
Schaltwegschwelle und/oder der Rastierungsposition berechnet wird und bei
Erreichen der Schaltwegschwelle oder der Rastierungsposition ein
Schaltabsichtssignal durch die Steuereinheit erzeugt und die das
Drehmomentübertragungssystem ausgerückt wird.
Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrich
tung,
Fig. 2 ein Signaldiagramm,
Fig. 3 einen Ausschnitt der Fig. 2,
Fig. 4 eine Schaltkulisse,
Fig. 5 ein Diagramm,
Fig. 6 ein Diagramm und
Fig. 7 ein Diagramm.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ein
richtung zur Betätigung eines Drehmomentübertragungssystems, mit einem
Antriebsmotor, einem Getriebe, einer Steuereinheit, einem Stellglied zur
Ansteuerung zumindest eines Drehmomentübertragungssystems und einem
Drehmomentübertragungssystem, wie sie beispielsweise in einem Kraftfahr
zeug realisiert sein kann.
Das Antriebsaggregat 1, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor, steht
mittels eines Drehmomentübertragungssystems 2 im Antriebsstrang des
Fahrzeuges mit einem Getriebe 3 in Antriebsverbindung. Über das Drehmo
mentübertragungssystem und mittels des steuerbaren übertragbaren
Drehmoments des Drehmomentübertragungssystems wird das abtriebsseitig
an den Antriebsrädern anstehende Drehmoment des Fahrzeuges angesteuert.
Die Getriebeabtriebswelle 4 ist im Kraft- oder Drehmomentfluß gegebenenfalls
über ein Getriebe, wie Differential mit zumindest einer nachgeordneten An
triebsachse und/oder mit Antriebsrädern verbunden.
Das Drehmomentübertragungssystem 2, wie beispielsweise eine Reibungs
kupplung, eine Magnetpulverkupplung oder ein hydrodynamischer Drehmom
entwandler mit oder ohne Wandlerüberbrückungskupplung, wird von einer
Einrichtung zur Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystemes ange
steuert. Das Drehmomentübertragungssystem 2, wie Kupplung, kann dem
fahrerseitig manuell schaltbaren Getriebe 3 im Kraftfluß vor oder
nachgeschaltet sein.
Durch die gezielte Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems kann
das jeweils benötigte Drehmoment angesteuert werden und nicht nur das
maximal zu übertragende Drehmoment, das Nominalmoment, das nur in
Bruchteilen der gesamten Betriebsdauer des Fahrzeuges anliegt.
Die Ansteuerung steuert das Ein- und/oder Ausrücken der Kupplung bzw.
steuert das von dem Drehmomentübertragungssystem übertragbare Drehmo
ment.
Die Einrichtung zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems weist
ein Mittel 5 zur Ansteuerung oder Einstellung des übertragbaren Drehmo
ments des Drehmomentübertragungssystems auf, wobei dieses Mittel 5 ein
mechanisch angesteuertes Ausrücklager mit einer Ausrückgabel oder einem
Ausrückhebel oder ein hydraulisches System mit Geber- und Nehmerzylinder,
wie beispielsweise Zentralausrücker, sein kann. Weiterhin kann ein Hydrauli
knehmerzylinder auf eine Ausrückgabel wirken, um das Ausrücklager
anzusteuern. Ebenso kann eine elektromotorische Ansteuerung eines
Ausrücklagers vorgesehen sein.
Die Einrichtung zur Betätigung steht in Signalverbindung mit einer zentralen
Steuereinheit 6, die mit einer zentralen Computereinheit ausgestattet sein
kann, wobei die zentrale Steuereinheit 6 ihrerseits gegebenenfalls in Signalver
bindung mit weiteren Elektronikeinheiten, wie beispielsweise mit einer
Motorelektronik 30, einer Getriebesteuerelektronik 32 und/oder einem
Antiblockiersystem (ABS) 31 stehen kann.
Als Detektoren stehen beispielsweise Sensoren zur Verfügung, welche zur
Erfassung oder Ermittlung des Betriebspunktes benötigt werden. Als Sensoren
können unter anderem beispielsweise ein Motor- und/oder
Getriebedrehzahlsensor 7, 7a wie Getriebeeingangsdrehzahlsensor, sowie ein
Sensor 8 zur Detektion der Gaspedalstellung sowie ein Sensor 9 zur Detektion
der Position des Schalthebels 10 sowie ein Sensor 11 zur Detektion einer
Position eines getriebeinternen Schaltelementes 12, wie beispielsweise der
zentralen Schaltwelle. Weiterhin können beispielsweise Geschwindigkeits
sensoren oder Tachometer, Drosselklappenwinkel-, Neigungs-,
Beschleunigungs- oder Drehzahlsensoren Verwendung finden. Die Signale
dieser Sensoren werden zumindest zeitweise von der Steuereinheit verarbeitet
und mittels der Steuereinheit wird eine Schaltabsicht des Fahrers derart er
kannt, daß die Meßdaten der Sensoren eine Zeitabhängigkeit aufweisen
welche als eine Schaltabsicht gewertet wird.
In Fahrzeugen mit einem Schaltgetriebe, wie Stufengetriebe nach dem Stand
der Technik, ist ein Bedienungselement 10, wie Schalthebel, zur manuellen
Betätigung der Schaltung der Getriebeübersetzung vorhanden, welches mit
zumindest einem Verbindungsmittel oder einer Verbindung 13 mit
getriebeinternen Schaltelementen, wie einer zentralen Schaltwelle,
Schaltstangen oder Schaltgabeln des Getriebes, verbunden ist. Eine
Bewegung des Schalthebels 10 hat eine Bewegung der getriebeinternen
Schaltelementen 12 zur Folge.
In der Verbindung zwischen dem Angriffsbereich des Schalthebels 10 und
dem zumindest einen getriebeinternen Schaltelement 12 ist in der Regel ein
Wegspiel vorhanden. Weiterhin ist innerhalb dieser Verbindung in der Regel
zumindest ein elastisches Element 14 vorhanden, welches beispielsweise zur
Schwingungsdämpfung oder -entkopplung oder Vorspannung der Verbindung
13 eingesetzt ist. Das zumindest eine elastische Element 14 kann zwischen
einem Betätigungselement oder Betätigungsbereich, wie Griffbereich, des
Schalthebels 10 und den getriebeinternen Schaltelementen angeordnet sein.
Weiterhin kann das zumindest eine elastische Element in/an Gelenken der
Verbindung 13 angeordnet sein.
Die Sensoren 9, 11 sind an Elementen der Verbindung zwischen einem
Betätigungsbereich oder Betätigungselement des Schalthebels und den
getriebeinternen Schaltelementen angeordnet oder angelenkt. Sie detektieren
die Position oder Bewegung des Schalthebels 10 oder eines damit in
Verbindung stehenden ersten Elementes 13a und/oder die Position oder
Bewegung von getriebeinternen Schaltelementen 12 oder eines damit in
Verbindung stehenden zweiten Elementes 13b. Das erste 13a und das zweite
Element 13b kann Element der Verbindung 13 sein.
Die detektierten Positionen repräsentiert somit zumindest eine Position des
Schalthebels oder der getriebeinternen Schaltelemente.
Bei einer manuellen fahrerseitigen Bewegung des Schalthebels 10, beispiels
weise von dem ersten Gang in die Neutralposition oder entsprechend anders,
wird der Schalthebel 10 fahrerseitig zunächst im Rahmen des eventuell
vorhandenen Wegspieles des Schalthebels und der Wirkverbindung zwischen
Schalthebel und Getriebe bewegt. Die Bewegung des Schalthebels erfolgt
ohne eine Bewegung von getriebeinternen Schaltelementen, wie der
getriebeseitigen zentralen Schaltwelle bzw. den Schaltschwingen,
Schaltstangen oder Schaltgabeln. Wird der Schalthebel nach einer ersten
Bewegung im Bereich des Wegspiels weiter bewegt, so erfolgt eine Dehnung
oder Stauchung beispielsweise eines Elementes des Verbindungselementes
zwischen Betätigungselement oder Betätigungsbereich des Schalthebels und
einem getriebeinternen Schaltelement. Eine solche Kraftbeaufschlagung kann
eine Dehnung oder Stauchung beispielsweise eines elastischen Elementes in
der Verbindung unter Druck oder Zug erbringen. Diese Dehnung oder
Stauchung kann infolge von Elastizitäten im Bereich der Verbindung als auch
aufgrund von Materialeigenschaften spezieller Bauteile erfolgen.
Die Elastizitäten und/oder das Wegspiel im Bereich zwischen Schalthebel und
getriebeinternen Schaltelementen, welche herstellungsbedingt vorhanden
sind, werden nach dem erfindungsgemäßen Gedanken genutzt um eine
Schaltabsicht des Fahrers anhand der Bewegung des Schalthebels zu erken
nen. Es muß somit nicht zwingend eine zusätzliche Elastizität verwendet
werden. Dies kann bei elastischen Verbindungen zwischen Schalthebel und
getriebeinternen Schaltelementen vorteilhaft sein. Weiterhin kann es aber
auch vorteilhaft sein, wenn bei relativ steifen Verbindungen zwischen
Schalthebelbetätigungsbereich und getriebeinternen Schaltelementen
zusätzliche elastische Elemente eingesetzt werden.
Aufgrund des/der vorhandenen Sensors/Sensoren 11 zur Gangerkennung
kann mit Hilfe der Signale dieser Sensoren eine Schaltabsichtserkennung
realisiert werden.
Der Sensor 9 detektiert im wesentlichen die Bewegung des Schalthebels in
der Richtung der Schaltgassen einer Schaltkulisse. Eine Schaltkulisse eines
gängigen manuell schaltbaren Getriebes ist in der Fig. 4 dargestellt. Dort ist
eine Kulisse eines Fünfganggetriebes mit Rückwärtsgang dargestellt, wobei
dies keine Beschränkung der Allgemeinheit darstellt. Die Erfindung kann auch
im Zusammenhang mit anderen Getrieben, wie beispielsweise Viergang- oder
Sechsganggetriebe, verwendbar sein. Bei einer Anlenkung des einen Sensors
9 am Schalthebel, bei welcher sowohl der Schaltweg als auch der Wählweg
im Sensorsignal berücksichtigt werden, kann eine entsprechend gewählte
Übersetzung der jeweiligen Auslenkungsrichtungen, wie entlang des Schalt-
oder Wählweges, genutzt werden, um das Schaltwegsignal mit einem
dominanten Einfluß auf das Gesamtsignal auszustatten. Dies bedeutet, daß
eine relative Änderung des Wählwegsignales nur eine geringe Signaländerung
verursacht, im Vergleich zu einer relativ großen Signaländerung bei einer
entsprechenden Schaltwegbewegung.
Der Sensor 11 detektiert im wesentlichen die Bewegung von zumindest einem
getriebeinternen Schaltelement 12, wobei insbesondere die Bewegung in
Schaltrichtung zur Schaltabsichtserkennung verwendet wird.
Weiterhin kann eine Schaltabsichtserkennung bei einer Bewegung des
Schalthebels in Wählrichtung durchgeführt werden, wobei in einem solchen
Falle, die Anlenkung des Schalthebelsensors 9 entsprechend gewährleistet,
daß beide Bewegungsrichtungen mit dem Sensor in ein gut aufgelöstes
Sensorsignal transformiert wird.
Die Steuereinheit 6 berechnet aufgrund der Informationen oder Signale von
zumindest dem Sensor 9 oder dem Sensor 11 die Position des Schalthebels
10 und entscheidet in Abhängigkeit von vorgegebenen Kriterien, ob eine
gezielte Bewegung des Schalthebels vorliegt und somit eine Schaltabsicht
identifiziert wird.
Wird eine Bewegung des Schalthebels von beispielsweise dem Fahrer des
Kraftfahrzeuges eingeleitet, so detektieren die Sensoren eine Betätigungskraft
oder die Bewegung und die Steuereinheit führt eine vorgegebene Prozedur zur
Ermittlung einer Schaltabsicht durch. Ist eine Schaltabsicht erkannt, wird ein
Schaltabsichtssignal erzeugt und die Steuereinheit steuert die Ausrückvor
richtung 5 an um das Drehmomentübertragungssystem im Kraftfluß zu
unterbrechen oder um das Drehmomentübertragungssystem auszurücken.
Nachdem beispielsweise die Kupplung ausgerückt ist, kann ein Gangwechsel,
ein Gangeinlegen oder ein Gangherausnehmen manuell durchgeführt werden.
Wenn einer dieser Vorgänge, wie ein Gangwechsel, ein Gangeinlegen oder ein
Gangherausnehmen, als beendet angesehen oder bewertet wird, weil
beispielsweise eine vorgegebene Gangposition anhand eines Sensorsignales
als Eingelegt erkannt wird, wird der Gangwechsel als abgeschlossen erkannt
und eine Einrückstrategie bzw. ein Einrückverfahren der Kupplung wird
gestartet.
Im Falle einer ermittelten Schaltabsicht wird die Betätigungsvorrichtung 5
angesteuert und derart aktiviert, daß das Drehmomentübertragungssystem 2,
wie beispielsweise Reibungskupplung ausgerückt wird.
Die Steuereinheit erhält oder empfängt Signale der Sensoren 9 und/oder 11
und ermittelt anhand dieser Signale die Position oder die Positionen von.
relevanten Bauelementen und/oder bildet eine Differenz und/oder einen
Differenzenquotient von Positionen innerhalb der Verbindung oder
Wegstrecken zwischen den detektierten Positionen der überwachten
Elementen, wobei als relevante Bauelemente insbesondere Bauelemente
zwischen einem Betätigungsbereich des Schalthebels und getriebeinternen
Schaltelementen berücksichtigt werden.
Erreicht, überschreitet oder unterschreitet eine Position, eine berechnete
Differenz oder ein berechneter Differenzenquotient eine vorgebbare Schwelle,
so wird eine Schaltabsicht als vorliegend gewertet und die Steuereinheit
generiert ein Schaltabsichtssignal, woraufhin das Drehmomentübertragungs
system, wie Kupplung, ausgerückt wird.
Die vorgebbaren Schwellen, wie Schaltwegschwellen, Auskuppelschwellen,
Schwellen von Differenzwerten o. ä. können aus vorgegebenen Toleranzen
oder Schwankungen von Werten aus der Fertigung gegebenenfalls plus einem
Sicherheitswert gebildet oder festgelegt werden, wobei der Sicherheitswert
einen Abstand in dem Sinne darstellt, daß die Schwellen nicht durch
Bewegungen oder Positionen im Bereich der Toleranzen oder Schwankungen
erreichbar sind.
Als vorgebbare Schwelle oder als vorgebbarer Schwellenwert für eine
Position, für eine Differenz von Positionen oder für einen Differenzenquotient
wird ein Wert gewählt, der außerhalb eines Bereiches liegt, in welchem Werte
auftreten, die durch ein Spiel in der Verbindung 13 oder eine Toleranz von
Bauteilen zustande kommen.
Die Fig. 2 zeigt einen Signalverlauf bei welchem auf der Ordinate der Weg
dargestellt ist, welcher im wesentlichen am Schalthebel detektiert wird oder
welcher an einem mit dem Schalthebel verbundenen Element detektiert wird
und auf der Abszisse der Weg aufgetragen ist, welcher an zumindest einem
getriebeinternen Schaltelement oder welcher an einem damit verbundenen
Element detektiert wird.
Die Position 100 entspricht einem eingelegten Gang, beispielsweise des ersten
Ganges, und die Position 101 entspricht wiederum einer Gangposition,
beispielsweise der Neutralstellung.
Ausgehend von einem eingelegten Gang entsprechend der Position 100, wie
beispielsweise im ersten Gang, wird eine Gangwechselprozedur eingeleitet, d. h.
der Schalthebel wird von einer Position 100 in eine andere Position 101
bewegt. Für diese Bewegung ist eine Betätigungskraft nötig, welche die
Gangrastierungskraft des Getriebes überwindet, damit die Rastierung
aufgehoben werden kann und eine andere Schaltposition erreicht werden
kann.
Die erfindungsgemäße Einrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren geht
davon aus, daß eine Schaltabsicht dann vorliegt, wenn die Betätigungskraft
am Schalthebel die zur Überwindung der Gangrastierung notwendige Kraft
erreicht hat oder einen festgelegten Bruchteil der zur Überwindung der
Gangrastierung notwendigen Kraft angenommen hat.
Beim Herausnehmen eines Ganges bei offener Kupplung wird zunächst das
eventuell vorhandene Wegspiel der Außenschaltung überwunden. Dabei
bewegt sich näherungsweise nur der Schalthebel, die getriebeseitigen
Schaltelemente, wie beispielsweise die zentrale Schaltwelle, oder eine Schalt
schwinge bewegen sich noch nicht. Dieser Vorgang ist im Bereich 102
dargestellt, wobei der Kurvenverlauf im Bereich 102 nahezu senkrecht
verläuft, da der Weg an den getriebeinternen Schaltelementen quasi null ist.
Bei einer weiteren Bewegung des Schalthebels wird das eventuell vorhandene
Wegspiel der getriebeinternen Schaltelemente überwunden. Dabei bewegen
sich die getriebeinternen Schaltelemente, bzw. die betätigte Schaltschwinge,
von der aktuellen Position in Richtung neutral, bis sie an der Rastierungsrampe
anliegen. Der Schalthebel und die getriebeinternen Schaltelemente, wie
zentrale Schaltwelle, bewegen sich abgesehen von einer eventuellen Reibung
synchron entlang der Kinematik-Kennlinie 103.
Wenn die getriebeinternen Schaltelemente, wie zentrale Schaltwelle oder
Schaltschwinge, an der Rastierungsrampe zum Anliegen kommen, wird die
Bewegung der zentralen Schaltwelle verzögert. Durch die Betätigungskraft am
Schalthebel bewegt sich dieser aber noch weiter und dehnt oder staucht die
Außenschaltung, wie Verbindung zwischen den getriebeinternen
Schaltelementen und dem Betätigungshebel, inklusive Betätigungshebel. In
diesem Betätigungsbereich bewegt sich der Schalthebel stärker als die
getriebeinternen Schaltelemente, so daß die Signalkurve in diesem Bereich
104 von der Kinematik-Kennlinie 103 abweicht. Die Steigung der Signalkurve
105 ist im Bereich 104 größer oder kleiner als die Steigung der
Kinematik-Kennlinie.
Wenn die Betätigungskraft am Schalthebel die Rastierungskraft erreicht und
überwindet, bewegen sich die getriebeinternen Schaltelemente beschleunigt,
bis die Dehnung bzw. Stauchung der Außenschaltung abgebaut ist. Dieser
Bereich entspricht dem Kurvenverlauf 106, welcher an dem Punkt 107
beginnt. Im Bereich 106 bewegen sich die getriebeinternen Schaltelemente,
bzw. das zumindest eine getriebeinterne Schaltelement, im Vergleich zu dem
Schalthebel schneller, so daß die Steigung kleiner ist als vor dem Punkt 107.
Im Bereich 108 wird wiederum eine Rastierungskraft im Neutralbereich
überwunden, so daß eine Steigungsänderung im Bereich 108 stattfindet.
Beobachtet man nun das Signal 105 als Funktion der Zeit, so kann man den
Übergang von einer verzögerten Bewegung der getriebeinternen Schalt
elemente auf die beschleunigte Bewegung nach Überwinden der Rastierungs
kraft identifiziert werden.
Man kann als Signal einen Quotienten bilden, bzw. ein Quotientensignal, wie
Quotient von Signalen, verwenden, welches beispielsweise das Sensorsignal
des Sensors am Schalthebel über dem Sensorsignal des Sensors an den
getriebeinternen Schaltelementen benutzt.
Bei einer solchen Detektion muß ein Übergang von einer schnelleren oder
langsameren Bewegung auf eine langsamere oder schnellere Bewegung, bzw.
Zu- und Abnahme eines Signales, detektiert werden, um eine Schaltabsicht zu
erkennen.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn ein Verfahren verwendet wird, das
unabhängig von der Schaltgeschwindigkeit ist, wobei dazu die Schaltwege am
Schalthebel und an den getriebeinternen Schaltelementen herangezogen
werden. Berechnet man mittels dieser Sensorsignale den Schaltweggradienten
als Quotient aus Schaltgeschwindigkeit am Schalthebel und Schaltge
schwindigkeit am Getriebe, so erhält man eine Größe, die von der Betäti
gungsgeschwindigkeit des Schalthebels in erster Näherung unabhängig ist,
insofern, daß bei langsameren Schaltbewegungen die gleichen Kriterien zur
Schaltabsichtserkennung herangezogen werden können wie bei schnellen
Schaltvorgängen. Bei einem solchen Verfahren kann der Übergang des
Quotienten gS von einem Ausgangswert durch einen charakteristischen Wert
zu einem Zielwert detektiert werden, wobei eine vorhergehende Normierung
der Schaltwege, bzw. Schaltgeschwindigkeiten, an den getriebeinternen
Schaltelementen und an dem Schalthebel dazu führen kann, daß bei einem
Synchronlauf der beiden Schaltelemente, wie Schalthebel und Schaltwelle,
der Wert von gS gleich eins ist und bei einer schnelleren Bewegung des
Schalthebels der Quotient größer eins ist und bei einer schnelleren Bewegung
der getriebeinternen Schaltelemente der Quotient kleiner eins ist. Somit kann
eine Schaltabsicht dann identifiziert werden, wenn der Quotient gS einen
Übergang von einem Wert kleiner eins zu einem Wert größer eins oder von
einem Wert größer eins zu einem Wert kleiner eins erfährt. Dieser Grenzwert
gS = 1 ist in der Fig. 2 mit 107 bezeichnet. Die Kinematik-Kennlinie nimmt in
einem solchen normierten System den Wert gS = 1 an. Wenn der
Getriebesensor aufgrund des Anliegens der getriebeinternen Schaltelemente
an der Rastierungsrampe zum Anliegen kommt und der Schalthebel wei
terbewegt wird, dann ergibt sich ein Schaltweggradient gS größer eins, im
Extremfall des stillstehenden Getriebesensors und des weiterbewegten
Schalthebelsensors geht der Schaltweggradient gegen unendlich. Nach
Überwinden der Rastierung bewegt sich der Getriebesensor aufgrund der
Bewegung des zumindest einen getriebeinternen Schaltelementes wieder
gleich schnell oder sogar schneller als der Schalthebelsensor. Der Schaltweg
gradient gS ist also im wesentlichen ungefähr gleich eins.
Abhängig von der konstruktiven Ausführung der Rastierung kann nun ein
Grenzwert für den Schaltweggradient angegeben werden. Beim Wechsel des
Schaltweggradient von größer auf kleiner als dieser Grenzwert kann die
Schalthebelposition festgestellt werden und zur automatischen Einstellung,
wie Adaption, der Schaltwegschwelle dienen.
Die Adaption der Schaltwegschwelle kann z. B. durch gewichtetes Auf
addieren der festgestellten Schalthebelposition auf die Schaltwegschwelle
realisiert werden.
Weiterhin kann die Schaltwegschwelle für jede Gangposition, wie ersten
Gang, zweiten Gang, usw., Rückwärtsgang einzeln festgelegt werden, bzw.
adaptiert werden, oder aber die Adaption erfolgt für jeden Gang, welcher sich
von der Neutralstellung vorne in den Schaltgassen befindet, jeweils gleich
bzw. jeweils für die Gänge gleich, welche, ausgehend von der Neutralposition,
hinten in den Schaltgassen angeordnet sind. Weiterhin kann es vorteilhaft
sein, wenn die Schaltwegschwellen der einzelnen Gänge gleich sind und somit
eine Bestimmung der Schaltwegschwelle bei einem Gang ausreichend ist, um
die Schaltwegschwelle für alle Gänge festzulegen.
Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des Bereiches 100 mit der anfänglichen
hohen Steigung im Bereich 102 aufgrund der Überwindung des Spieles in der
Verbindung zwischen dem Schalthebel und den getriebeinternen Schalt
elementen.
Die Fig. 4 zeigt eine Schaltkulisse eines manuell schaltbaren Schaltgetriebes,
wobei ein Schalthebel 10 oder ein damit verbundenes Element entlang einer
Wählgasse 201 bewegbar ist. Durch die Bewegung innerhalb der Wählgasse
201 kann zwischen verschiedenen Schaltgassen 200 gewählt werden. Der
Weg 202 innerhalb der Schaltgassen wird zum Einlegen oder Herausnehmen
eines Ganges oder einer Getriebeposition durchschritten. Als Beispiel sei eine
Schaltkulisse eines Fünfganggetriebes mit Rückwärtsgang dargestellt, wobei
dies keine Beschränkung der Allgemeinheit darstellt.
Die Fig. 5 und 6 stellen Diagramme oder Blockschaltbilder 300 zur
Darstellung einer Adaption von Schwellenwerten zur Durchführung einer
Schaltabsichtserkennung seitens der Steuereinheit dar.
Als Adaption einer Größe, wie beispielsweise eines Schwellenwertes der zur
Schaltabsichtserkennung herangezogen wird, wird in der vorliegenden
Anmeldung der Prozeß oder das Verfahren verstanden, daß der für eine
Größe, wie physikalische Größe, in dem Steuerungsverfahren verwendete
Wert eines Parameters den real auftretenden Veränderungen der Größe, wie
physikalische Größe, angepaßt wird oder diesem zumindest schrittweise
angeglichen wird oder nachgefahren wird. Somit wird der in einem
Steuerungsverfahren verwendete Wert eines eine Größe repräsentierenden
Parameters dem Wert der Größe zumindest aufgrund einer Bedingung im
wesentlichen angepaßt oder nachgefahren.
Die Anpassung des Wertes des Parameters kann vorteilhaft auf den exakten
Wert der Größe, wie physikalische Größe, angeglichen werden. Es kann
jedoch auch vorteilhaft sein, wenn der Wert des Parameters dem Wert der
Größe, wie physikalischen Größe, zumindest angenähert wird. Diese
Annäherung kann schrittweise mit einer vorgebbaren Schrittweite oder mit
einer variablen Schrittweite erfolgen, wobei die Schrittweite eine Funktion des
Betriebspunktes oder der Differenz zwischen dem Wert der Größe, wie
physikalische Größe, und dem Wert des Parameters sein kann, wie
insbesondere ein prozentualer Anteil davon ist.
Die Adaption der Schwellenwerte der Position des Schalthebels oder von
getriebeinternen Schaltelementen und/oder von mit dem Schalthebel oder mit
den getriebeinternen Schaltelementen in Verbindung stehenden Elementen
und/oder von Differenzwerten oder von Differenzenquotienten entsprechend
des vorhergehend beschriebenen wird beispielhaft in den Fig. 5 und 6
dargestellt, wobei die Werte der Schwellenwerte die durch die physikalischen
oder berechneten Größen erreicht, überschritten und/oder unterschritten
werden müssen, damit die Steuereinheit ein Schaltabsichtssignal erzeugt und
die Kupplung ausrückt oder auskuppelt mit Auskuppelschwelle bezeichnet ist.
Eine Auskuppelschwelle ist somit ein Schwellenwert, der von einer Größe
oder von einem Wert erreicht oder durchfahren werden muß, damit die
Kupplung gesteuert oder geregelt ausgerückt wird.
Beispielsweise bei einer Inbetriebnahme oder bei einer anderen Gelegenheit,
wie bei einem Werkstattaufenthalt oder bei einer gezielten Kalibrierung wird
zumindest eine von der Steuereinheit zur Erzeugung oder Auslösung eines
Schaltabsichtssignales verwendete Schwelle eines Weges, einer Kraft, eines
Differenzweges oder eines Differenzenquotienten ermittelt, festgelegt
und/oder abgespeichert. Diese Schwelle wird als Auskuppelschwelle wie oben
beschrieben verwendet oder herangezogen.
Beispielsweise kann der maximal mögliche Weg oder die maximal möglich
Differenz zwischen zwei Bauteilen bei einem Schaltvorgang ermittelt werden
und anhand dieses Wertes wird zumindest ein Schwellenwert eingestellt oder
festgelegt, der bei einem fahrerseitigen manuellen Betätigen des Schalthebels
zu einem gewünscht frühen oder späten Zeitpunkt erreicht wird. Dadurch
wird erreicht, daß eine Schaltabsicht nicht zu früh als vorliegend gewertet
wird, da beispielsweise ungewollte Schwingungen des Schalthebels auftreten,
die nicht zu einem Schaltabsichtssignal und zu einem Auskuppeln führen
sollen. Ebenso sollte das Auskuppeln bei einer fahrerseitigen
Schalthebelbetätigung aber auch nicht zu spät erfolgen.
Bei 301 liegen die gemessenen Auskuppelschwellen als Werte, wie
Eingangswerte, vor und werden an nachfolgende Blöcke der Verarbeitung
weitergeleitet. Bei 302 liegen die Auskuppelschwellen, welche als Werte in
der Steuerung verwendet werden vor und werden weitergeleitet.
In Block 303 wird ein Mittelwert der gemessenen Auskuppelschwellen
gebildet. Diese Auskuppelschwellen können beispielsweise entsprechend
dem oben ausgeführten, anhand eines maximal auftretenden Wertes, bei
einem Schaltvorgang bestimmt werden oder gemessen werden.
In Block 304 wird eine Varianz der gemessenen Auskuppelschwellen
gebildet. Es wird aus allen oder einigen Auskuppelschwellen in einem
vorbestimmten Zeitraum, welche die Adaptionsbedingungen erfüllen, der
Mittelwert gebildet. Ebenso kann in Block 304 die Varianz der so
erhaltenen Stichprobe ermittelt werden. Bei der Adaption der
Schaltwegschwellen kann die in dem für die Adaption relevanten
Zeitbereich, wie Zeit zwischen Einschalten der Zündung des Fahrzeuges
und Ausschalten, gemessene maximale Dehnung des elastischen
Elementes oder die maximale Differenzwegstrecke der detektierten Bauteile
als Funktion der Zeit ermittelt werden. Diese können anschließend
gemittelt und/oder verarbeitet werden. Der so ermittelte Wert kann mit
einem abgespeicherten Wert verglichen werden. Ist die Abweichung
zwischen dem ermittelten Wert und dem abgespeicherten Wert größer als
eine vorgebbare Schwelle, kann der abgespeicherte Wert um ein
vorgebbares Inkrement oder Dekrement verändert, wie adaptiert, werden.
Dieser Vorgang der Veränderung kann in Abhängigkeit der Zeit oder
beispielsweise nur einmal pro Betriebsdauer zwischen Ein- und
Ausschalten der Zündung des Fahrzeuges.
Bei 305 wird eine Differenz zwischen dem gebildeten Mittelwert und den
in der Steuerung ermittelten Werten für eine Auskuppelschwelle
berechnet. Der Differenzwert der im Bereich 306 vorliegt, kann
entsprechend den Blöcken 307 und oder 308 weiterverarbeitet werden,
wobei in Block 307 der Zuwachs, d. h. die Abweichung zwischen dem
gebildeten oder gemessenen Mittelwert in Block 303 und dem aktuellen
Wert welcher in der Steuerung verwendet wird 302, begrenzt werden. In
Block 308 wird das in Bereich 307A vorliegende Signal mittels eines Filters
gefiltert.
Der Filter kann beispielsweise ein PT1-Filter sein, welcher zur Filterung des
Eingangssignales verwendet wird. Ebenso kann der Filter auch ein anderer
Filter sein.
In Block 309 wird in Abhängigkeit von der Varianz in Block 304, welche
ein Maß für die Informationsqualität des Mittelwertes darstellt, ein
Gewichtungsfaktor festgelegt, welcher mit dem in Bereich 308A
vorliegenden Wert multipliziert wird. Im Block 310 wird der gewichtete und
gefilterte Zuwachs mit dem aktuellen Wert, welcher in der Steuerung
verwendet wird, addiert und in Block 311 wird der absolute Wert, der sich
neu ergebenden Auskuppelschwelle bezüglich des Absolutwertes begrenzt.
Im Bereich 312 liegt die adaptierte Auskuppelschwelle vor.
In Fig. 6 ist weiterhin ein Diagramm oder ein Blockschaltbild 400 zur
Adaption dargestellt, wobei in Bereich 401 der gemessene Wert der
Auskuppelschwelle vorliegt und in Bereich 402 der Wert der
Auskuppelschwelle als Parameter vorliegt, wie er in der Steuerung
verwendet wird. Diese beiden Werte oder Signale 401, 402 werden in
Block 403 einem rekursiven Parameterschätzer, wie Kalmanfilter,
übergeben, welcher einen adaptierten Wert der Auskuppelschwelle bei 404
ausgibt. Der rekursive Parameterschätzer arbeitet auf der Grundlage eines
sogenannten Kalmanfilters. Mit diesem Filter können auch Daten
beispielsweise von Messungen verarbeitet werden, die starke Störanteile
beinhalten. Der Kalmanfilter berücksichtigt neben den Werten der
gemessenen und aktuell in der Steuerung verwendeten Werten auch deren
Varianzen. Für die Auskuppelschwellen jedes Ganges des Getriebes wird
ein rekursiver Filter implementiert, welcher bei erfüllter
Adaptionsbedingung den Wert, der in der Steuerung verwendet wird,
aktualisiert. Der Filter wird einmalig oder mehrmalig in einer
Betriebsperiode, wie beispielsweise in der Zeit zwischen einem Einschalten
der Zündung des Fahrzeuges und einem Ausschalten der Zündung des
Fahrzeuges, mit neuen Anfangsbedingungen initialisiert. Die Gleichungen
für jeden Filter, für beispielsweise jeden Gang, gilt
x₁ = x₀ + k*(y₁-x₀)
p₁ = (1-k) * p₀
k = p₀/(p₀ + n)
Dabei sind:
x₀ der Anfangswert der Auskuppelschwelle,
p₀ der Anfangswert der Varianz der Auskuppelschwelle,
x₁ der adaptierte Wert der Auskuppelschwelle,
p₁ der Wert der Varianz der Auskuppelschwelle nach der Adaption,
n eine Varianz der Störungen in den Messungen und
y₁ die gemessene Auskuppelschwelle.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn eine Position eines Elementes in der
Verbindung zwischen Schalthebel und getriebeinternen Schaltelementen
mittels eines Wegsensors überwacht wird und eine Verlagerung dieses
Elementes gegen eine Kraftbeaufschlagung eines elastischen Elementes
erfolgt, so daß die Verlagerung oder Positionsveränderung einer Kraft
entspricht und diese repräsentiert und bei einem Überschreiten einer Schwelle
der Position oder einer so repräsentierten Kraft ein Schaltabsichtssignal von
der Steuereinheit erzeugt wird. Die Verlagerung des einen Elementes kann
gegenüber einem feststehenden Bauteil oder einem bewegbaren Bauteil
erfolgen und gegebenenfalls auch diesbezüglich detektiert werden.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Sensoren wegabhängig arbeitende
Sensoren, wie Wegsensoren, sind. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die
Sensoren berührungslose Sensoren, wie beispielsweise Hallsensoren, oder mit
Berührung arbeitende Sensoren, wie beispielsweise Potentiometer, sind.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken kann es zweckmäßig
sein, wenn eine Adaption des von der Steuereinheit verwendeten zumindest
einen Schwellenwertes gezielt durchgeführt oder gezielt unterlassen wird,
wobei die Schwellenwerte auch in einem Betriebsbereich ohne Adaption
detektiert werden. Erfahrungsgemäß verändern Elastizitäten oder elastische
Elemente ihre elastischen Eigenschaften als Funktion äußerer Größen, wie
zum Beispiel als Funktion der Temperatur. Das elastische Element 14, wie
beispielsweise Kraftspeicher oder Kunststoffelement, verändert je nach
Anordnung in Abhängigkeit der Außentemperatur und/oder der
Motortemperatur und/oder der Getriebetemperatur seine elastischen
Eigenschaften. Das Material wird in der Regel steifer, das heißt, die Steifigkeit
wird höher und die fahrerseitig aufzuwendende Kraft zur Erreichung einer
vorgegebenen Wegänderung beispielsweise am Schalthebel oder einer
Deformation eines elastischen Elementes nimmt zu. Weiterhin kann sich ein
Spiel in dem Bereich der Außenschaltung, das heißt im Bereich von dem
Schalthebel bis im wesentlichen zu den getriebeinternen Schaltelementen
verändern, wie erhöhen oder erniedrigen.
Eine Folge einer Steifigkeitserhöhung und/oder einer Spielverkleinerung in der
Außenschaltung, wie zwischen einem Wahlelement zur Wahl einer Getriebe
übersetzung und einer Verbindung zwischen diesem Wahlelement und getrie
beinternen Schaltelementen, kann sein, daß die fahrerseitig aufzuwendende
Kraft zum Auslösen einer Schaltabsicht bei gleichem zu erreichendem
Differenzweg deutlich erhöht ist. Dadurch kann eine Auslöseschwelle
gegebenenfalls nur bei unkomfortabel hohen Kräften erreicht werden und die
Schaltabsichtserkennung würde nur sehr unkomfortabel reagieren.
Die Adaption, wie sie oben beschrieben ist, kann beispielsweise als Funktion
der Motortemperatur oder der Fahrzeuginnenraumtemperatur beeinflußt oder
eingeschränkt werden. Beispielsweise kann eine Adaption unterhalb eines
vorgebbaren Grenzwertes einer Temperatur verhindert werden. Ebenso
können Meßwerte, die unterhalb einer vorgebbaren Temperatur ermittelt
werden von der weitern Verarbeitung oder Mittelung ausgeschlossen sein.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn Schwellenwerte, welche zur
Schaltabsichtserkennung verwendet werden, als Funktion einer Temperatur
veränderbar sind, wobei die Temperaturabhängigkeit der Funktion
gegebenenfalls erst unterhalb/oberhalb einer vorgebbaren Temperatur
durchgeführt werden.
Bei der Durchführung einer Schaltabsichtserkennung mittels einer
Differenzwegmessung kann es vorteilhaft sein, wenn die im Betrieb des
Fahrzeuges zu erreichenden Schwellenwerte eines Differenzweges zur
Auslösung einer Schaltabsicht aus beispielsweise bei einer Inbetriebnahme
ermittelten Werten eines Differenzweges bestimmbar sind. Die zur Auslösung
einer Schaltabsicht nach dem Differenzwegverfahren notwendige
Kraftschwelle, die in Form einer Differenzwegschwelle ermittelt wird, kann als
Auskuppelschwelle abgespeichert werden.
Dabei kann der maximal auftretende Differenzweg oder eine maximal
auftretende Kraft zwischen den Stellungen "geschalteter Gang" und
"Neutralbereich" detektiert werden. Diese maximal auftretende Kraft oder der
maximal auftretende Differenzweg kann bei ausgerückter, bei eingerückter
und/oder bei während des Meßvorganges ausrückender Kupplung detektiert
werden. Bei geöffneter Kupplung entspricht das maximale Kraftniveau oder
der maximale Differenzweg im wesentlichen der Rastierungskraft des
Getriebes, mit welcher der eingelegte Gang rastiert ist oder in seiner Position
gehalten wird. Bei geschlossener Kupplung entspricht die maximale Kraft oder
der maximale Differenzweg umgerechnet in eine Kraft nicht zwingend der
Rastierungskraft.
Zweckmäßig ist es, wenn die Schwelle für den Differenzweg, umgerechnet
mit der Elastizität in der Verbindung zwischen den Meßstellen, einer Kraft
entspricht, die im wesentlichen die Rastierungskraft ist oder um einen
vorgebbaren Betrag kleiner oder größer als diese Rastierungskraft ist.
Da kurzfristig, mittelfristig und/oder langfristig Veränderungen der physikalisch
vorliegenden Kraftschwelle auftreten, ist es vorteilhaft, wenn der in der
Steuerung verwendete Wert der Kraftschwelle einem physikalisch
auftretenden Wert der Kraftschwelle zumindest angepaßt wird. Wird die
Kraftschwelle oder Differenzwegschwelle nicht den physikalisch vorliegenden
Gegebenheiten angepaßt, kann es zu unkomfortablem Betriebsverhalten
führen. Bei kurz- oder mittelfristig oder langfristig auftretenden
Schwankungen, wie beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen,
Verschleiß, Alterung oder Spiel, innerhalb des gesamten Systems, das an der
Schaltung des Getriebes beteiligt ist kann eine Änderung des Kraftniveaus bei
der fahrerseitigen Betätigung eines Bedien- oder Betätigungselementes
auftreten.
Diese Schwankungen verändern Kraftwerte oder Kräfte bei der Betätigung, so
daß gesetzte und/oder von dem Steuerverfahren verwendete Grenzwerte oder
Schwellenwerte beispielsweise zum Auslösen einer Schaltabsicht oder zur
Rastierung eines eingelegten Ganges durch eine Adaption an die sich
ändernden Bedingungen angepaßt werden sollten.
Eine Festlegung oder Anlehnung einer Schwelle oder eines Grenzwertes einer
Kraft oder eines Differenzweges zum Auslösen einer Schaltabsicht an das
Maximum einer Rastierungskraft, kann bei unveränderter Schwelle bei
veränderter Rastierungskraft zu einem vorzeitigen oder verspäteten Auslösen
einer Schaltabsicht führen, was im Betrieb eines Kraftfahrzeuges
unkomfortabel sein kann.
Die festzulegende Auskuppelschwelle orientiert sich im wesentlichen an
dieser maximal auftretenden Rastierungskraft, was bei veränderten
Bedingungen zu einer veränderten Schwelle durch eine Adaption führen sollte.
Die Adaption bedingt zum einen eine Detektion der vorliegenden
Rastierungskraft FRast, wobei der gesamte Kraftverlauf der Betätigungskraft F
als Funktion des Betätigungsweges s detektierbar ist oder die Betätigungskraft
nur in Ausschnitten des Betätigungsweges s detektierbar ist. Ebenso kann
auch der Maximalwert der Betätigungskraft als Rastierungskraft detektierbar
sein.
Die Fig. 7 zeigt ein Diagramm, in welchem eine Betätigungskraft F als
Funktion des Weges s beispielsweise eines Betätigungselementes, wie
Schalthebel, zwischen einer eingelegten Gangposition und einer eingelegten
Neutralposition. Die Kurve 501 stellt den Kraftverlauf zur Betätigung des
Schalthebels als Funktion des Weges s bei ausgerückter Kupplung dar. Die
Kupplung wird in diesem Falle somit nicht durch das Erreichen der
Auskuppelschwelle der Kraft oder eines Differenzweges sondern
beispielsweise durch Erreichen einer Schwelle einer Betätigungs
geschwindigkeit beispielsweise des Schalthebels ausgerückt. Die Kurve
erreicht bei dem Kraftwert FRast ein Maximum, welches der Rastierungskraft
des Getriebes im wesentlichen entspricht. Bei Erreichen der Rastierungskraft
FRast wird der Gang bei der Betätigung durch ein Überwinden der
Rastierungskraft herausgenommen und die Kraft F sinkt wieder ab.
Die Kurve 502 zeigt einen Kraft-Weg-Verlauf, bei dem zu Beginn der
Betätigung die Kupplung eingerückt ist. Bei einem Erreichen der
Auskuppelschwelle 504 bei dem Betätigungsweg 503 wird die Kupplung
ausgerückt. Dadurch sinkt die Kurve 502 auf den Verlauf der Kurve 501 ab
und die Rastierungskraft FRast ist detektierbar.
Liegt jedoch die Auskuppelschwelle zu hoch, wird die Kupplung nicht
ausgerückt und es resultiert bei geschlossener Kupplung im wesentlichen ein
Verlauf der Kurve 505, bei welchem die Rastierungskraft FRast nicht
detektierbar ist.
Durch die Detektion von Frast kann eine Auskuppelschwelle bestimmt werden,
beispielsweise als Kraftwert oder Differenzwegwert. Die Auskuppelschwelle
als Kraftschwelle FAuskuppel oder als Differenzwegschwelle ΔSAuskuppel kann in
Abhängigkeit der Rastierungskraft gewählt werden. Beispielsweise kann
gelten:
FAuskuppel = A * FRast + B
ΔSAuskuppel = C * (C₀ * FRast + D₀ + D).
Die Parameter A und B sind Summanden oder Faktoren zur Skalierung der
Auskuppelkraftschwelle FAuskuppel als Funktion der Rastierungskraft FRast. Die
Parameter C, C₀, D und D₀ sind Summanden oder Faktoren zur Skalierung der
Auskuppelwegschwelle ΔSAuskuppel als Funktion der Rastierungskraft FRast. Der
Parameter C₀ entspricht der vorliegenden physikalisch vorgegebenen
Steifigkeit zwischen Schalthebel und Getriebe, D₀ entspricht einem Spiel und
die Summanden C und D können zur weiteren Skalierung vorgegeben werden,
damit eine Variation der Auskuppelschwelle von der Rastierungskraft
erreichbar ist.
Zur Adaption der Auskuppelschwellen ist es in einem solchen Fall
zweckmäßig, wenn die Kupplung zumindest in einem Teilbereich der
Betätigungsbewegung oder über den gesamten Betätigungsweg geöffnet ist,
damit entsprechend dem oben geschilderten Sachverhalt die Rastierungskraft
FRast detektierbar ist.
Ebenso ist es sinnvoll, wenn die detektierte Rastierungskraft FRast nur dann zur
Adaption der Auskuppelschwellen verwendet wird, wenn die
Betätigungsbewegung im wesentlichen fortschreitend in Richtung des
Neutralbereiches oder der Neutralposition durchgeführt wird. Es ist somit
vorteilhaft, wenn die Detektierung der Rastierungskraft bei einer ungestörten
Betätigung des Schalthebels erfolgt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Adaption der Schwellenwerte nur bei
Nichtvorliegen von Sensorfehlern durchgeführt wird. Somit sollte kein
Fehlerbit gesetzt sein, das einen Fehler eines Sensors anzeigt. Beispielsweise
können diese Fehlerbits von der Steuereinheit gesetzt werden, wenn die
Sensorwerte außerhalb ihres festgelegten Wertebereiches liegen. Erkennt
somit die Steuereinheit solche Wertebereichsüberschreitungen, so kann das
Fehlerbit gesetzt werden, das signalisiert, daß zumindest einmal ein solcher
Fehler beispielsweise in der vorliegenden Betriebsphase aufgetreten ist.
Eine Festlegung oder Adaption der Auskuppelschwellen kann für jeden Gang
1, 2, 3, 4, 5, 6, R etc. gesondert erfolgen oder in Gruppen gesondert
erfolgen, wie beispielsweise die Gänge 1, 3, 5, R als Gruppe und die Gänge 2,
4, 6 als Gruppe. Solche Gruppen können beispielsweise durch einen
funktionellen Zusammenhang aus der Schaltkulisse zusammengefaßt werden.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die Adaption für alle Gänge gleich
erfolgt.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die zu adaptierenden Werte der
Schwelle/Schwellen durch die Detektion der Kraft/Kräfte bedingt wird und pro
Adaptionsvorgang diese Kraft/Kräfte zumindest einmal, vorzugsweise aber
mehr als einmal detektiert wird. Es kann ebenso vorteilhaft sein, wenn als
Voraussetzung für eine Adaption eine Mindestanzahl von betätigten
Schaltvorgängen durchgeführt ist, wobei innerhalb der Steuereinheit diese
Anzahl der Schaltvorgänge beispielsweise pro Betriebsphase gezählt werden
kann. Aus den pro Schaltvorgang bestimmten Kraftwerten, wie der
maximalen Betätigung kann bei einer kurz-, mittel- oder langfristigen Adaption
gegebenenfalls ein Mittelwert pro Betriebsphase gebildet werden und am Ende
der Betriebsphase kann die Schwelle auf der Basis des gemittelten Wertes
adaptiert werden. Der Mittelwert der ermittelten Kraftwerte kann direkt nach
der Ermittlung berechnet und abgespeichert werden oder erst am Ende einer
Betriebsphase berechnet und verarbeitet werden. Bei einer kurzfristigen
Adaption kann eine Anpassung der Schwelle im wesentlichen bereits nach der
Detektion des Kraftwertes erfolgen.
Bei einer ganggruppenabhängigen Adaption kann eine Gewichtung der
Kraftwerte oder Differenzwegwerte zur Adaption der Schwellen durchgeführt
werden, wobei die einzelnen Werte mit einem Gewichtungsfaktor versehen
sein können, der beispielsweise von dem geschalteten Gang abhängen kann.
Nach der Ermittlung oder Detektion der maximalen Betätigungskraft bei
geöffneter Kupplung kann der Wert der Schwelle durch einen begrenzten
Zuwachs/Abschlag pro Adaptionsschritt verändert werden. Die Schrittweite
ist vorgebbar und kann als Funktion der Differenz zwischen aktueller Schwelle
und berechneter idealer Schwelle sein. Ebenso kann es zweckmäßig sein,
wenn die Schwelle auf den aktuell bestimmten idealen Schwellenwert neu
festgelegt wird und abgespeichert wird.
Eine Adaption der Auskuppelschwellen oder der Schwellenwerte, die bei einer
Betätigung zum Auskuppeln erreicht sein müssen, erfolgt für die
differenzwegabhängige Schaltabsichtserkennung im Betrieb beispielsweise bei
einer längerfristigen Veränderung und/oder bei eine Notadaption bei
Dauerschaltabsicht aufgrund beispielsweise eines Sensorfehlers.
Während der Inbetriebnahme wird beim Durchschalten der Gänge in dem
Bereich von der Gangruheposition, in der der Gang eingelegt ist, zur
Neutralposition die aktuelle Dehnung der Außenschaltung bestimmt. Hierbei
wird die Differenz der Signale aus den Wegsensoren am Schalthebel und
Getriebe berechnet, die ihrerseits proportional zur auftretenden Schaltkraft ist.
Anschließend wird dann der berechnete aktuelle Dehnungswert übernommen
und durch ständigen Abgleich der maximal auftretende Dehnungswert
zwischen der Gangruhe- und Neutralposition ermittelt. Ist die Neutralposition
des aktuellen Gangs erreicht, kann die gangabhängige Auskuppelschwelle für
die differenzwegabhängige Schaltabsichtserkennung auf den vorher
bestimmten maximalen Dehnungswert gesetzt werden.
Für den Betrieb können ein oder zwei oder mehr Adaptionsverfahren mit
unterschiedlichen Zielen implementiert sein. Eine auf längerfristigen Ausgleich
ausgerichtete Adaption der Auskuppelschwellen ermittelt in der Betriebsphase
gangabhängige Mittelwerte der gemessenen maximalen Dehnungen der
Außenschaltung beim Herausnehmen des geschalteten Gangs. Diese
bestimmten Mittelwerte dienen dann einmalig am Ende der Betriebsphase zur
Adaption der Auskuppelschwellen in der Steuerung.
Wie bei der Inbetriebnahme kann auch im Betrieb die aktuelle Dehnung der
Außenschaltung ermittelt werden. Durch ständigen Abgleich wird der maximale
Dehnungswert zwischen der Gangruheposition und dem Neutralbereich
bestimmt. Dabei werden - im Gegensatz zur Inbetriebnahme - der maximale
Dehnungswert bei geöffneter und nicht geöffneter Kupplung bestimmt. Bei
nicht geöffneter Kupplung kann der in diesem Falle ermittelte Wert der
Dehnung nicht zur Adaption herangezogen werden. Dies kann bei zumindest
einem Betriebszustand unterbleiben. Bei geöffneter Kupplung kann der in
diesem Falle ermittelte Wert der Dehnung zur Adaption herangezogen werden.
Bevor der ermittelte maximale Dehnungswert in der Mittelwertbildung des
jeweiligen Gangs aufgenommen wird, sollte zumindest eine der folgenden
Bedingungen erfüllt sein:
- a) Die Schaltabsicht muß aufgrund der schaltgeschwindig-keitsabhängigen
Strategie (PT1-Strategie) erkannt sein.
- b) Es sollte ein Dehnungsmaximum bei geöffneter Kupplung ermittelt worden
sein.
- c) Der bestimmte maximale Dehnungswert bei geöffneter Kupplung sollte
größer sein, als der bei geschlossener Kupplung ermittelte (Differenzweg bei
geöffneter Kupplung sollte zum Rastierungs-kraftniveau korrespondieren).
- d) Die Fehlerbits für die Sensorsignale sollten nicht gesetzt sein.
Ist zumindest eine dieser Bedingungen oder einer anderen Bedingung die
erfüllt, dann wird der maximale Dehnungswert bei geöffneter Kupplung zur
Aktualisierung des Mittelwerts pro Betriebsphase verwendet.
Am Ende jeder Betriebsphase (Zündung aus) wird die eigentliche Adaption der
Auskuppelschwellen vor der Abspeicherung der Adaptivparameter
durchgeführt. Dabei wird pro Ganggruppe (Gang 1/3/5 und 2/4/R) zunächst ein
gewichteter Mittelwert aus den Differenzen der im Betrieb in jedem Gang
bestimmten Auskuppelschwellen und den aktuellen Werten der Steuerung
bestimmt. In dieser Mittelwertbildung werden nur Mittelwerte aus der
Betriebsphase aufgenommen, denen mindestens zwei Ereignisse
zugrundeliegen. Der bestimmte mittlere Zuwachs pro Ganggruppe wird dann
auf maximal ein Inkrement beschränkt und die Auskuppelschwellen der
Ganggruppe abschließend angepaßt.
Das zweite Verfahren zielt auf große und plötzlich auftretende Veränderungen
der Außenschaltung ab, die eine schnelle Anpassung der Auskuppelschwellen
erfordert und die insofern durch die erstgenannte Adaption nicht oder nur
langsam ausgeglichen werden kann. Hierbei wird im Falle einer detektierten
Dauerschaltabsicht der Wert der Auskuppelschwelle um zumindest einige
Inkremente erhöht und der sich daraus ergebende Wert auf einen
Wertebereich von beispielsweise 0 bis 1000 begrenzt. Anschließend wird der
bis zu diesem Zeitpunkt berechnete Mittelwert der Auskuppelschwellen im
Betrieb zurückgesetzt und ein Flag gesetzt. Verschwindet die
Dauerschaltabsicht nicht, wird beim nächsten Aufruf wiederum das hier
beschriebene Segment wirksam. Am Ende der Betriebsphase wird wie im Falle
der ersten Strategie mit den bestimmten Mittelwerten der Auskuppelschwellen
nach der Notadaption einmalig eine Adaption vorgenommen. Hierbei wird
jedoch bei gesetztem Flag die Anpassung nicht ganggruppenabhängig,
sondern für jeden Gang separat vorgenommen. Es muß mindestens ein
Ereignis vorliegen und es wird der gesamte Zuwachs der Auskuppelschwellen
aus dem Betriebsbereich übernommen.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die bei ausgewählten Temperaturen
oder in ausgewählten Temperaturbereichen ermittelten Werte, beispielsweise
für eine Auskuppelschwelle, als Maß für die Temperaturabhängigkeit von
Größen herangezogen wird, wobei die in einer Steuerung oder einer Regelung
modellierten Temperaturabhängigkeiten mittels dieser Werte korrigiert oder
beeinflußt werden können. Die Auskuppelschwellen können beispielsweise als
Funktion der Temperatur modelliert sein, wobei das Temperaturverhalten als
Funktion der Motor- oder Getriebeöltemperatur berechnet wird. Somit können
Schwellenwerte als temperaturabhängiges Kennfeld abgespeichert sein und
die verwendeten Schwellenwerte werden als Funktion der Temperatur
ausgelesen.
Unter dem Begriff Steuerung wird ein Steuerverfahren ohne Rückführung
einer Größe in einer offenen Steuerstrecke verstanden. Unter dem Begriff
Regelung wird ein Regelverfahren mit Rückführung in einer geschlossenen
Regelstrecke verstanden, bei welchem eine Regeldifferenz als Abweichung
von Sollwert und Istwert ausgeregelt wird. Ein adaptives Steuerverfahren
kann durch eine langfristige Korrektur Abweichungen von einem Idealwert
ausgleichen.
Der Schaltwunsch des Fahrers, fahrerseitig durch eine Betätigung eines
Bedien- oder Betätigungselementes eingeleitet, wird nach dem oben
geschilderten anhand der Sensordaten der Sensoren erkannt. Durch ein
gesetztes Bit kann der Zustandsablauf angezeigt werden.
Es kann mehr als nur ein Verfahren zur Erkennung einer Schaltabsicht
durchgeführt werden.
In einem ersten Verfahren zur Erkennung einer fahrerseitigen Schaltabsicht
wird gegebenenfalls das Signal eines ersten Sensors, welcher eine Betätigung
oder eine Auslenkung eines Bedien- oder Betätigungselementes detektiert
und/oder das Signal eines zweiten Sensors, welcher eine Betätigung oder eine
Auslenkung von getriebeinternen Schaltelementen detektiert derart normiert,
daß die Signale im wesentlichen den gleichen Wertebereich aufweisen. Dies
kann beispielsweise gangabhängig oder gassenabhängig erfolgen, so daß die
Werte der Sensoren in allen Gassen oder in allen Gängen ausgehend von dem
Neutralbereich die gleichen Werte annehmen. Die Normierung kann
beispielsweise durch bei einer Inbetriebnahme gelernte Werte oder
Adaptivwerte, wie Gangruheposition bei eingelegtem Gang oder
Neutralbereich, innerhalb der Schaltkulisse erfolgen. Anschließend wird aus
den Sensorsignalen ein Differenzweg oder ein Differenzsignal bestimmt.
Dieses Differenzsignal oder dieser Differenzweg wird mit einer gewissen
Auflösung von beispielsweise Inkrement/10 angegeben. Diese Werte einer
Differenz sind ein Maß für eine Kraft, die am Bedienelement, wie Schalthebel,
angreift oder die aufgebracht werden muß, um einen Gang herauszunehmen.
Als Schaltabsicht wird gewertet, wenn das Signal der Differenz über einen
vorgebbaren Schwellenwert oder Grenzwert steigt oder unter einen solchen
Wert sinkt.
Als weiteres Verfahren kann ein geschwindigkeitsabhängiges Verfahren zur
Detektion oder zur Generierung einer Schaltabsicht durchgeführt werden, bei
dem im wesentlichen eine Geschwindigkeit eines betätigbaren Elementes, wie
beispielsweise eines Schalthebels oder eines anderen Elementes, wie
getriebeinternen Schaltelementes, bestimmt oder detektiert wird. Für dieses
geschwindigkeitsabhängige Verfahren kann das Signal eines Sensors, wie des
Sensors am Schalthebel, mit einem Filter, wie beispielsweise einem PT1-Filter,
gefiltert werden. Aus den ortsabhängigen oder wegabhängigen Signalen eines
Sensors selbst oder aus bearbeiteten Signalen des Sensors, die als Funktion
der Zeit bestimmt werden oder ermittelt werden, kann beispielsweise mittels
Berechnungsverfahren eine Geschwindigkeit dieser Elemente bestimmt
werden.
Bei der Auswertung der Originalsignale und/oder der bearbeiteten und/oder
gemittelten und/oder gefilterten Signale kann ein Schwellenwert oder ein
Grenzwert überprüft werden. Übersteigt beispielsweise ein Wegsignal des
Schalthebels ein gefiltertes Signal um mehr als einen gegebenen Offset,
beispielsweise als fester Anteil plus einem zum Drosselklappenwinkel
proportionalen Anteil, d. h. DKLW*Propfaktor, kann eine fahrerseitige
Schaltabsicht als Bit gesetzt werden.
Der drosselklappenabhängige Anteil erschwert dabei das Auftreten einer
ungewollten Auslösung einer Schaltabsicht, um eine ungewollte Auslösung
einer Schaltabsicht bei höheren Leistungsanforderungen möglichst gering zu
halten oder gar zu verhindern.
Wird die Schwelle der Geschwindigkeit nicht überschritten, wird überprüft, ob
der berechnete Differenzweg eine beispielsweise gangabhängige oder
gassenabhängige Schwelle überschreitet. Ist dies der Fall, wird wiederum die
fahrerseitige Schaltabsicht gesetzt, andernfalls wird sie zurückgenommen.
Im Falle des Ausfalls irgendeines Wegsensors kann das
Differenzwegverfahren abgeschaltet werden, da eine Differenz von zwei
Signalen entsprechend nicht mehr bestimmt werden kann.
Dadurch kann bei nicht überschrittener Schwelle der Geschwindigkeit
beispielsweise des Schalthebels oder eines getriebeinternen Schaltelementes
die vorläufige Schaltabsicht zurückgesetzt werden.
Aus der vorläufigen Schaltabsicht in bezug auf die fahrerseitige Betätigung
des Schalthebels wird mit anderen Bedingungen ein Schaltabsichtssignal
gesetzt und bei Vorliegen dieses Schaltabsichtssignales wird das
Drehmomentübertragungssystem ausgerückt.
Dabei unterscheidet man in der Schaltkulisse zwischen einem engen
Neutralbereich und einem weiten Neutralbereich und einem Bereich, in
welchem ein Gang eingelegt ist, wie Gangbereich. Der enge Neutralbereich
wird durch Neutralbereichsschwellen definiert und begrenzt. Der Gangbereich
wird durch Gangschwellen begrenzt. Der weite Neutralbereich liegt zwischen
den Neutralbereichsschwellen und den Gangschwellen.
Ist der Schalthebel im engen Neutralbereich, wird die Schaltabsicht
zurückgesetzt. Ansonsten kann überprüft werden, ob die vorläufige
Schaltabsicht gesetzt ist und gleichzeitig beispielsweise die Motordrehzahl
und/oder der Drosselklappenwinkel und/oder das aktuelle Motormoment
und/oder die Gaspedalbetätigung kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist
und/oder der Leerlaufschalter, die Feststellbremse und/oder die
Betriebsbremse betätigt ist. Ist das der Fall, kann die Schaltabsicht gesetzt
werden.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzie
lung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige
Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter
ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel(e) der Be
schreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Ab
änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten,
Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch
Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der
allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen
beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elemen
te 00374 00070 552 001000280000000200012000285910026300040 0002019650450 00004 00255n oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare
Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten
bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und
Arbeitsverfahren betreffen.